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JP6460645B2 - Bonding assembly equipment - Google Patents
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Description

本発明は、例えば、自動車の骨格をなす接合組立フレームを組み立てる接合組立装置に関する。   The present invention relates to a joining / assembling apparatus for assembling a joining / assembling frame that forms the framework of an automobile, for example.

従来より、自動車の骨格をなす車体ボディには、2つ以上の金属製筒部材をその端部同士を接合することにより組み立てて延伸した接合組立管が多数用いられている。これら接合組立管は、一般的に接合組立装置により組み立てられ、例えば、特許文献1に開示されている接合組立装置は、第1筒部材の一方側を把持して当該第1筒部材を水平方向に延びる姿勢にする第1チャック機構と、第2筒部材の中途部を把持して当該第2筒部材を水平方向に延びる姿勢にする第2チャック機構とを備え、該第2チャック機構で上記第2筒部材を把持した際、当該第2筒部材の一端を上記第1筒部材の他端に突き合わせるようになっている。上記第1チャック機構の側方には、当該第1チャック機構で把持した第1筒部材の周りを旋回する旋回ポジショナーが設けられ、該旋回ポジショナーには、アーム先端に溶接トーチを把持した産業用ロボットが取り付けられている。そして、上記溶接トーチの先端を上記第1及び第2筒部材の突き合せ箇所に対応させ、且つ、旋回ポジショナーを第1筒部材周りに旋回させながら溶接トーチで上記突き合せ箇所を連続溶接することにより、第1及び第2筒部材を組み立てている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a large number of joined assembly tubes in which two or more metal cylinder members are assembled and extended by joining their end portions to each other are used for a vehicle body that forms the framework of an automobile. These joint assembly pipes are generally assembled by a joint assembly apparatus. For example, the joint assembly apparatus disclosed in Patent Document 1 grips one side of a first cylinder member and moves the first cylinder member in a horizontal direction. And a second chuck mechanism that grips the middle part of the second cylindrical member and extends the second cylindrical member in a horizontal direction. When the second cylinder member is gripped, one end of the second cylinder member is abutted against the other end of the first cylinder member. On the side of the first chuck mechanism, there is provided a turning positioner that turns around the first cylindrical member gripped by the first chuck mechanism, and the turning positioner is for industrial use in which a welding torch is gripped at the arm tip. A robot is installed. And the front end of the welding torch is made to correspond to the butting position of the first and second cylindrical members, and the butting position is continuously welded with the welding torch while the swivel positioner is swung around the first cylinder member. Thus, the first and second cylinder members are assembled.

特開2009−220156号公報JP 2009-220156 A

ところで、特許文献1では、第2チャック機構が第2筒部材の中途部を把持しているが、上述の如き接合組立管には、その外周面における周方向の複数個所に金属部品を接合で組み付けて接合組立フレームにする場合があり、このような場合、組み付ける部品らとの干渉を回避するために第2チャック機構は第2筒部材の他端側を把持する必要が生じる。そうすると、第2筒部材の一端側が下方に撓んだ状態のまま接合組立管が組み立てられてしまい、その後完成する接合組立フレームが組立精度の悪いものになるおそれがある。   By the way, in Patent Document 1, the second chuck mechanism grips the middle part of the second cylindrical member. However, in the joining assembly pipe as described above, metal parts can be joined at a plurality of locations in the circumferential direction on the outer circumferential surface. In some cases, the second chuck mechanism needs to grip the other end of the second cylindrical member in order to avoid interference with the components to be assembled. If it does so, a joining assembly pipe will be assembled in the state where the one end side of the 2nd cylinder member bent below, and there exists a possibility that the joining assembly frame completed after that may become a thing with bad assembly accuracy.

これを回避するために、各金属部品の組み付けに邪魔にならないよう第2筒部材の一端側を支持する支持部材を設けたり、或は、別工程を設けて当該別工程で各金属部品を接合組立管に組み付けることが考えられるが、前者においては設備が複雑になるとともに部品コストが嵩んでしまい、後者においては設備費用が嵩むとともに設備が大型化して広いスペースを占有することになってしまう。   In order to avoid this, a support member that supports one end of the second cylinder member is provided so as not to interfere with the assembly of the metal parts, or a separate process is provided to join the metal parts in the separate process. Although it can be considered to be assembled in an assembly pipe, in the former case, the equipment becomes complicated and the cost of parts increases, and in the latter case, the equipment cost increases and the equipment becomes larger and occupies a large space.

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、接合組立フレームを精度良く組み立てることができるとともに、低コストで、且つ、コンパクトな接合組立装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide a low-cost and compact joint assembly apparatus that can accurately assemble a joint assembly frame. It is in.

上記の目的を達成するために、本発明は、接合作業を行う際における組立管の姿勢に工夫を凝らしたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that the posture of the assembly pipe is devised when performing the joining operation.

すなわち、第1の発明では、2つの筒部材を互いに嵌合させて組み立てた組立管を筒中心線が上下方向に向く姿勢でその両端部を把持して筒中心線周りに回転させることが可能な回転治具と、該回転治具の側方に配置され、上記組立管に組み付けられる被組付部品を上記組立管の外周面に押し当てて固定する部品固定手段と、上記回転治具及び上記部品固定手段の側方に配置され、上記回転治具に把持された上記組立管の重合部分か、又は、上記部品固定手段によって固定された上記被組付部品の上記組立管との重合部分を接合する接合手段とを備え、上記接合手段は、光を増幅させてレーザ光を得るレーザ発振器と、該レーザ発振器で得られたレーザ光を上記組立管又は上記被組付部品に向かって照射する加工ヘッドと、接合作業時において、上記加工ヘッドを上記組立管の長手方向に沿うように上下動させる上下動手段とを有し、上記加工ヘッドは、上記レーザ発振器で得られたレーザ光を上記組立管又は上記被組付部品に向かって反射させるミラーを有し、レーザ光の照射中に、該ミラーの傾斜角度を変更することによりレーザ光の照射位置を変更するよう構成されていることを特徴とする。 That is, in the first invention, it is possible to rotate an assembly pipe assembled by fitting two cylinder members together while holding both ends of the assembly pipe in a posture in which the cylinder center line faces in the vertical direction. A rotating jig, component fixing means arranged on the side of the rotating jig and pressed against an outer peripheral surface of the assembly pipe to be assembled to the assembly pipe, and the rotating jig, The overlapping portion of the assembly tube disposed on the side of the component fixing means and held by the rotating jig, or the overlapping portion of the assembly part with the assembly tube fixed by the component fixing means Joining means for joining, a laser oscillator for amplifying the light to obtain laser light, and irradiating the laser light obtained by the laser oscillator toward the assembly tube or the part to be assembled a machining head for bonding work time odor , The machining head and a vertically moving means for vertically moving along the longitudinal direction of the assembly line, the machining head, the assembly tube with a laser beam obtained by the laser oscillator or part mounted above the assembly And a laser beam irradiation position is changed by changing an inclination angle of the mirror during laser beam irradiation.

第2の発明では、第1の発明において、上記接合手段は、上記加工ヘッドを上記回転治具に対して接近・離間可能に水平移動させる水平移動手段を備えていることを特徴とする。   According to a second invention, in the first invention, the joining means includes a horizontal moving means for horizontally moving the machining head so as to be able to approach and separate from the rotating jig.

第1の発明では、組立管の重合部分を接合する際、組立管が上下方向に延びる姿勢となっていて撓まない。したがって、組立管を撓まないようにする支持部材を必要とせず、寸法精度の良い接合組立フレームをコストが嵩まない設備で形成できる。また、回転治具による回転動作によって組立管における外周面が周方向の全領域において接合手段側に向くことが可能となるので、組立管における外周面において周方向に亘って接合を行うことができる。さらに、組立管の重合部分を接合する工程において被組付部品を組立管に接合できるので、被組付部品を組立管に接合する工程を別途設ける必要がなく、広いスペースを占有しないコンパクトな設備にすることができる。   In 1st invention, when joining the superposition | polymerization part of an assembly pipe, the assembly pipe becomes the attitude | position extended in an up-down direction, and does not bend. Therefore, a support member that prevents the assembly tube from being bent is not required, and a joining assembly frame with good dimensional accuracy can be formed with equipment that does not cost much. Further, since the outer peripheral surface of the assembly pipe can be directed toward the joining means in the entire circumferential region by the rotation operation by the rotating jig, the outer peripheral surface of the assembly pipe can be joined in the circumferential direction. . In addition, the assembly part can be joined to the assembly pipe in the process of joining the overlapping parts of the assembly pipe, so there is no need to provide a separate process for joining the part to be assembled to the assembly pipe, and a compact facility that does not occupy a large space Can be.

また、組立管における重合部分の接合又は組立管への被組付部品の接合をレーザ溶接で行うので、完成した接合組立フレームにおける接合部周りの熱歪みを小さくすることができ、接合組立フレームをさらに精度良く組み立てることができる。   In addition, since the welding of the overlapped part in the assembly pipe or the part to be assembled to the assembly pipe is performed by laser welding, the thermal distortion around the joint in the completed joint assembly frame can be reduced, and the joint assembly frame can be reduced. Furthermore, it can be assembled with high accuracy.

さらに、加工ヘッドが組立管の長手方向全域に亘って移動可能となるので、組立管における長手方向全域に亘って溶接による接合を行うことができる。   Furthermore, since the machining head can move over the entire length of the assembly pipe, welding can be performed over the entire length of the assembly pipe.

また、ミラーの小さな動作によってレーザ光の照射位置を大きく変更させることが可能になるので、レーザ光の照射位置を各溶接個所に瞬時に移動させることができ、接合組立フレームにおける全ての接合作業にかかる時間を短くすることができる。   In addition, since the laser beam irradiation position can be greatly changed by a small movement of the mirror, the laser beam irradiation position can be instantaneously moved to each welding point, and can be used for all bonding operations in the bonding assembly frame. This time can be shortened.

第2の発明では、加工ヘッドが組立管に対して接近・離間可能となるので、組立管又は被組付部品に対する接合手段の接合位置を細かく調整することができる。   In the second invention, the machining head can be moved closer to and away from the assembly tube, so that the joining position of the joining means to the assembly tube or the part to be assembled can be finely adjusted.

本発明の実施形態に係る接合組立装置の概略正面図である。It is a schematic front view of the joining assembly apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図1のA−A線における断面図である。It is sectional drawing in the AA of FIG. 組立管の重合部分を溶接している状態を示す図1相当図である。FIG. 2 is a diagram corresponding to FIG. 組立管と組付部品との重合部分を溶接し始めた状態を示す図1相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 showing a state in which the overlapped portion between the assembly pipe and the assembly part has started to be welded. 図4のB−B線における断面図である。It is sectional drawing in the BB line of FIG. 組立管と組付部品との重合部分を溶接している途中の状態を示す図1相当図である。FIG. 2 is a view corresponding to FIG. 1 and showing a state in the middle of welding the overlapped portion between the assembly pipe and the assembly part. 図6のC−C線における断面図である。It is sectional drawing in the CC line of FIG.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following description of the preferred embodiment is merely exemplary in nature.

図1及び図2は、本発明の実施形態に係る接合組立装置1を示す。該接合組立装置1は、自動車のインストルメントパネル内方に位置する所謂インパネメンバーと呼ばれる車体フレーム10(接合組立フレーム)を組み立てるものであり、装置の骨格をなす本体フレーム2と、回転軸心が上下方向に向く回転治具3と、部品を把持して搬送可能な産業用ロボット4(部品固定手段)と、レーザ溶接を行うレーザ溶接機5(溶接手段)とを備えている。   FIG.1 and FIG.2 shows the joining assembly apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention. The joint assembly apparatus 1 assembles a vehicle body frame 10 (joint assembly frame) called a so-called instrument panel member located inside an instrument panel of an automobile, and a main body frame 2 that forms the skeleton of the apparatus and a rotation axis. A rotating jig 3 that faces in the vertical direction, an industrial robot 4 (part fixing means) that can grip and convey parts, and a laser welding machine 5 (welding means) that performs laser welding are provided.

上記車体フレーム10は、長手方向の一端部分を除く箇所が拡径された第1インパネパイプ10a(筒部材)と、該第1インパネパイプ10aの一端側に内嵌合された第2インパネパイプ10b(筒部材)と、上記第1インパネパイプ10aの一端側外周面に当該第1インパネパイプの長手方向と交差する姿勢で取り付けられたインパネブラケット10c(被組付部品)とを備え、上記第1及び第2インパネパイプ10a,10bの重合部分を溶接により繋ぐとともに、上記第1インパネパイプ10a及びインパネブラケット10cの重合部分を溶接により繋ぐことで組み立てている。   The vehicle body frame 10 includes a first instrument panel pipe 10a (cylindrical member) in which a portion excluding one end portion in the longitudinal direction is expanded, and a second instrument panel pipe 10b that is internally fitted to one end side of the first instrument panel pipe 10a. (Cylindrical member) and an instrument panel bracket 10c (part to be assembled) attached to an outer peripheral surface on one end side of the first instrument panel pipe 10a in a posture intersecting with the longitudinal direction of the first instrument panel pipe. In addition, the overlapping portions of the second instrument panel pipes 10a and 10b are connected by welding, and the overlapping portions of the first instrument panel pipe 10a and the instrument panel bracket 10c are connected by welding.

上記本体フレーム2は、上下方向に対向配置された上側ベースプレート21及び下側ベースプレート22を有し、該上側及び下側ベースプレート21、22は、図示しない上下方向に延びる連結シャフトで連結されている。   The main body frame 2 has an upper base plate 21 and a lower base plate 22 that are opposed to each other in the vertical direction, and the upper and lower base plates 21 and 22 are connected by a connecting shaft that extends in the vertical direction (not shown).

上記回転治具3は、上記上側ベースプレート21下面に固定された上側治具31と、上記下側ベースプレート22に載置された下側治具32とを備え、上記上側治具31及び上記下側治具32は上下に対向している。   The rotating jig 3 includes an upper jig 31 fixed to the lower surface of the upper base plate 21 and a lower jig 32 placed on the lower base plate 22, and the upper jig 31 and the lower jig The jig 32 faces up and down.

上記上側治具31は、回転軸心が上下方向に向く回転自在な上側チャック機構33を備え、該上側チャック機構33は、水平方向に接近・離間可能な一対の上側把持部33aを有している。   The upper jig 31 includes an upper chuck mechanism 33 that can freely rotate with its rotation axis oriented in the vertical direction, and the upper chuck mechanism 33 includes a pair of upper gripping portions 33a that can approach and separate in the horizontal direction. Yes.

一方、上記下側治具32は、側面視で略台形状をなす治具ケース34を備え、該治具ケース34内部には、回転軸心を上下方向に向けたサーボモータ35が設けられている。   On the other hand, the lower jig 32 includes a jig case 34 having a substantially trapezoidal shape in a side view, and a servo motor 35 having a rotation axis oriented in the vertical direction is provided inside the jig case 34. Yes.

上記治具ケース34の上面には、水平方向に接近・離間可能な一対の下側把持部36aを有する下側チャック機構36が設けられ、該下側チャック機構36は、上記サーボモータ35の回転駆動に連動して上下方向に向く回転軸心周りに回転するようになっている。   The upper surface of the jig case 34 is provided with a lower chuck mechanism 36 having a pair of lower gripping portions 36a that can approach and separate in the horizontal direction. The lower chuck mechanism 36 rotates the servo motor 35. It is designed to rotate around a rotation axis that is directed in the vertical direction in conjunction with driving.

そして、図3に示すように、第2インパネパイプ10bの一端側を上記第1インパネパイプ10aの一端側に内嵌合させて組み立てた組立管11の一方の端部を上記上側チャック機構33で把持し、且つ、上記組立管11の他方の端部を上記下側チャック機構36で把持するとともに上記サーボモータ35を回転駆動させると、筒中心線が上下方向に向く姿勢で上記組立管11が筒中心線周りに回転するようになっている。   Then, as shown in FIG. 3, one end of the assembly tube 11 assembled by fitting one end of the second instrument panel pipe 10 b into one end of the first instrument panel pipe 10 a is assembled by the upper chuck mechanism 33. When the other end of the assembly tube 11 is gripped by the lower chuck mechanism 36 and the servo motor 35 is driven to rotate, the assembly tube 11 is held in a posture in which the cylinder center line is directed in the vertical direction. It rotates around the cylinder center line.

上記産業用ロボット4は、上記回転治具3の側方に配置され、図4及び図5に示すように、上記組立管11に組み付けられる上記インパネブラケット10cをアーム部4a先端で把持するとともに、上記組立管11の外周面に押し当てて固定するようになっている。   The industrial robot 4 is disposed on the side of the rotating jig 3, and as shown in FIGS. 4 and 5, the instrument panel bracket 10c assembled to the assembly pipe 11 is gripped by the tip of the arm portion 4a. The assembly tube 11 is pressed against and fixed to the outer peripheral surface.

上記レーザ溶接機5は、上記回転治具3及び上記産業用ロボット4の側方に配置されていて、上記上側ベースプレート21と上記下側ベースプレート22とを連結する上下方向に延びる略角柱状の第1スライドレール51と、該第1スライドレール51の回転治具3側に上下方向にスライド可能に外嵌合する第1スライダ52(上下動手段)と、該第1スライダ52の側方に取り付けられ、上記回転治具3に対して接近・離間する水平方向に延びる第2スライドレール56と、該第2スライドレール56の反第1スライダ52側に水平方向にスライド可能に外嵌合する第2スライダ57(水平移動手段)とを備えている。また、上記レーザ溶接機5は、光を増幅させてレーザ光Lzを得るレーザ発振器53と、上記第1スライダ52に取り付けられた加工ヘッド54と、該加工ヘッド54と上記レーザ発振器53との間に配策された光ファイバーケーブル55とを備え、上記第1スライダ52が上記第1スライドレール51に沿って上下動することにより、上記加工ヘッド54が上下動する(図1のZ方向に移動する)とともに、上記第2スライダ57が上記第2スライドレール56に沿ってスライド移動することにより、上記加工ヘッド54が水平移動する(図1のX方向に移動する)ようになっている。   The laser welding machine 5 is disposed on the side of the rotating jig 3 and the industrial robot 4 and has a substantially prismatic first shape extending in the vertical direction connecting the upper base plate 21 and the lower base plate 22. One slide rail 51, a first slider 52 (vertical movement means) that is slidably fitted in the vertical direction to the rotation jig 3 side of the first slide rail 51, and attached to the side of the first slider 52 A second slide rail 56 extending in the horizontal direction approaching and separating from the rotating jig 3, and a second slide rail 56 that is slidably fitted on the side opposite to the first slider 52 of the second slide rail 56 so as to be slidable in the horizontal direction. 2 sliders 57 (horizontal movement means). The laser welding machine 5 includes a laser oscillator 53 that amplifies light to obtain a laser beam Lz, a machining head 54 attached to the first slider 52, and a gap between the machining head 54 and the laser oscillator 53. And the first slider 52 moves up and down along the first slide rail 51 so that the machining head 54 moves up and down (moves in the Z direction in FIG. 1). ) And the second slider 57 slides along the second slide rail 56, whereby the machining head 54 moves horizontally (moves in the X direction in FIG. 1).

上記加工ヘッド54は、内部空間Sを有する略ブロック形状の筐体54aと、上記内部空間Sに配置され、図示しない駆動モータにより傾斜角度を変更可能なミラー54bとを備え、上記ミラー54bは、上記レーザ発振器53で得られて上記光ファイバーケーブル55で伝送されたレーザ光Lzを上記組立管11又は上記インパネブラケット10cに向かって反射させるようになっている。   The processing head 54 includes a substantially block-shaped casing 54a having an internal space S, and a mirror 54b that is disposed in the internal space S and can change an inclination angle by a drive motor (not shown). The laser beam Lz obtained by the laser oscillator 53 and transmitted by the optical fiber cable 55 is reflected toward the assembly tube 11 or the instrument panel bracket 10c.

上記回転治具3、上記産業用ロボット4及び上記レーザ溶接機5には、当該回転治具3、上記産業用ロボット4及び上記レーザ溶接機5に作動信号を出力する制御部6が接続されている。   The rotating jig 3, the industrial robot 4 and the laser welding machine 5 are connected to a control unit 6 for outputting an operation signal to the rotating jig 3, the industrial robot 4 and the laser welding machine 5. Yes.

該制御部6は、図3,6,7に示すように、上記回転治具3のサーボモータ35に作動信号を出力して回転駆動させることにより上記組立管11をその筒中心周りに回転させるとともに、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力して上記組立管11の重合部分及び上記インパネブラケット10cの上記組立管11との重合部分にレーザ光Lzを照射して溶接を行うようになっている。   As shown in FIGS. 3, 6, and 7, the control unit 6 outputs an operation signal to the servo motor 35 of the rotating jig 3 to rotate the assembly tube 11, thereby rotating the assembly tube 11 around the cylinder center. At the same time, an operation signal is output to the laser welding machine 5 so that welding is performed by irradiating the overlapping portion of the assembly tube 11 and the overlapping portion of the instrument panel bracket 10c with the assembly tube 11 with laser light Lz. Yes.

また、上記制御部6は、図4及び図5に示すように、上記産業用ロボット4に作動信号を出力して上記回転治具3に把持された組立管11の外周面に上記インパネブラケット10cを押し当てて固定させ、且つ、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力して上記スライダを上下動又は水平移動させるとともに上記ミラー54bの傾斜角度を変更させながら上記インパネブラケット10cの上記組立管11との重合部分にレーザ光Lzを照射して溶接を行うようになっている。   4 and 5, the control unit 6 outputs an operation signal to the industrial robot 4, and the instrument panel bracket 10c is attached to the outer peripheral surface of the assembly tube 11 held by the rotating jig 3. Is pressed and fixed, and an operation signal is output to the laser welding machine 5 to move the slider up and down or horizontally and change the inclination angle of the mirror 54b, and the assembly tube 11 of the instrument panel bracket 10c. Welding is performed by irradiating the superposed portion with laser light Lz.

次に、上記接合組立装置1による上記車体フレーム10の組み立てについて説明する。   Next, the assembly of the vehicle body frame 10 by the joint assembly apparatus 1 will be described.

まず、作業者は、図示しない嵌合装置を用いて第1インパネパイプ10aの一端側に第2インパネパイプ10bの一端側を内嵌合させて組立管11にし、且つ、該組立管11の一方の端部を上側チャック機構33に把持させるとともに上記組立管11の他方の端部を下側チャック機構36に把持させて組立管11を回転治具3にセットする。   First, an operator uses a fitting device (not shown) to fit one end side of the second instrument panel pipe 10b into one end side of the first instrument panel pipe 10a to form an assembly pipe 11, and one of the assembly pipes 11 And the other end of the assembly tube 11 is gripped by the lower chuck mechanism 36 and the assembly tube 11 is set on the rotating jig 3.

次に、作業者は、図示しない溶接開始ボタンを押す。すると、制御部6は、レーザ溶接機5に作動信号を出力して、図3に示すように、加工ヘッド54を第1スライドレール51の中途部まで移動させ、且つ、上記組立管11の重合部分にレーザ光Lzが照射されるように上記ミラー54bの傾斜角度を変更させる。   Next, the operator presses a welding start button (not shown). Then, the control unit 6 outputs an operation signal to the laser welding machine 5 to move the machining head 54 to the middle part of the first slide rail 51 as shown in FIG. The tilt angle of the mirror 54b is changed so that the laser beam Lz is irradiated on the portion.

そして、制御部6は、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力してレーザ発振器53によって得られたレーザ光Lzを上記ミラー54bに反射させて上記組立管11の重合部分に照射させるとともに、上記回転治具3に作動信号を出力してサーボモータ35の回転駆動で上記組立管11をその筒中心線周りに回転させることにより、上記組立管11の重合部分を連続溶接して第1及び第2インパネパイプ10a,10bを繋ぐ。   Then, the control unit 6 outputs an operation signal to the laser welding machine 5 to reflect the laser light Lz obtained by the laser oscillator 53 to the mirror 54b to irradiate the overlapping portion of the assembly tube 11, and By outputting an operation signal to the rotating jig 3 and rotating the assembly pipe 11 around the center line of the cylinder by rotation driving of the servo motor 35, the overlapped portion of the assembly pipe 11 is continuously welded to form the first and the first. Two instrument panel pipes 10a and 10b are connected.

次いで、制御部6は、上記回転治具3及び上記レーザ溶接機5に停止信号を出力して上記組立管11の回転とレーザ光Lzの照射とを停止させ、且つ、図4及び図5に示すように、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力して上記加工ヘッド54を上昇させるとともに上記産業用ロボット4に作動信号を出力して上記組立管11の外周面にインパネブラケット10cを押し付けて固定する。   Next, the control unit 6 outputs a stop signal to the rotating jig 3 and the laser welding machine 5 to stop the rotation of the assembly tube 11 and the irradiation of the laser light Lz, and FIGS. As shown, an operation signal is output to the laser welding machine 5 to raise the machining head 54 and an operation signal is output to the industrial robot 4 to press the instrument panel bracket 10c against the outer peripheral surface of the assembly pipe 11. Fix it.

しかる後、制御部6は、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力してレーザ光Lzを照射するとともに、レーザ光Lzの照射位置が上記インパネブラケット10c及び上記組立管11の重合部分の四辺のうちの一辺を下方に向かってなぞるよう上記ミラー54bの傾斜角度を次第に変更しながら連続溶接する。   After that, the control unit 6 outputs an operation signal to the laser welding machine 5 to irradiate the laser beam Lz, and the irradiation position of the laser beam Lz is at the four sides of the overlapping portion of the instrument panel bracket 10c and the assembly tube 11. Continuous welding is performed while gradually changing the inclination angle of the mirror 54b so as to trace one side downward.

その後、制御部6は、上記産業用ロボット4及び上記レーザ溶接機5に停止信号を出力して上記組立管11への上記インパネブラケット10cの押し付けとレーザ光Lzの照射を停止させ、且つ、図6に示すように、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力して上記加工ヘッド54を上昇させる。   Thereafter, the control unit 6 outputs a stop signal to the industrial robot 4 and the laser welding machine 5 to stop the pressing of the instrument panel bracket 10c and the irradiation of the laser light Lz to the assembly pipe 11, and FIG. 6, an operation signal is output to the laser welding machine 5 to raise the machining head 54.

そして、制御部6は、図7に示すように、上記レーザ溶接機5に作動信号を出力してレーザ光Lzの照射位置が上記インパネブラケット10c及び上記組立管11の重合部分の四辺のうちの一辺(上辺)になるよう上記ミラー54bの傾斜角度を変更し、且つ、レーザ光Lzを照射するとともに上記サーボモータ35に作動信号を出力して上記組立管11を回転させることにより上記インパネブラケット10c及び上記組立管11の重合部分を連続溶接する。   Then, as shown in FIG. 7, the control unit 6 outputs an operation signal to the laser welding machine 5 so that the irradiation position of the laser light Lz is out of the four sides of the overlapping portion of the instrument panel bracket 10 c and the assembly tube 11. The instrument panel bracket 10c is rotated by changing the tilt angle of the mirror 54b so as to be on one side (upper side), irradiating the laser beam Lz and outputting an operation signal to the servo motor 35 to rotate the assembly tube 11. And the superposition | polymerization part of the said assembly pipe 11 is continuously welded.

このようにして、制御部6は、上記インパネブラケット10c及び上記組立管11の重合部分の四辺のうちの残りの二辺においても、回転治具3、産業用ロボット4及びレーザ溶接機5に作動信号を出力して回転治具3の回転動作、産業用ロボット4の押付動作、レーザ溶接機5における加工ヘッド54の移動動作、及びレーザ溶接機5のレーザ照射動作をそれぞれ組み合わせながら溶接を行って車体フレーム10を得る。   In this manner, the control unit 6 operates on the rotating jig 3, the industrial robot 4, and the laser welding machine 5 on the remaining two sides of the four sides of the overlapping portion of the instrument panel bracket 10 c and the assembly pipe 11. A signal is output to perform welding while combining the rotation operation of the rotating jig 3, the pressing operation of the industrial robot 4, the movement operation of the machining head 54 in the laser welding machine 5, and the laser irradiation operation of the laser welding machine 5. A body frame 10 is obtained.

以上より、本発明の実施形態によると、組立管11の重合部分を接合する際、組立管11が上下方向に延びる姿勢となっていて撓まない。したがって、組立管11を撓まないようにする支持部材を必要とせず、寸法精度の良い車体フレーム10をコストが嵩まない設備で形成できる。また、回転治具3による回転動作によって組立管11における外周面が周方向の全領域においてレーザ溶接機5側に向くことが可能となるので、組立管11における外周面において周方向に亘って溶接を行うことができる。さらに、組立管11の重合部分を溶接する工程においてインパネブラケット10cを組立管11に接合できるので、インパネブラケット10cを組立管11に接合する工程を別途設ける必要がなく、広いスペースを占有しないコンパクトな設備にすることができる。   As described above, according to the embodiment of the present invention, when the overlapping portions of the assembly pipe 11 are joined, the assembly pipe 11 has a posture extending in the vertical direction and does not bend. Therefore, a support member that prevents the assembly tube 11 from being bent is not required, and the vehicle body frame 10 with good dimensional accuracy can be formed with equipment that does not cost much. Further, since the outer peripheral surface of the assembly tube 11 can be directed toward the laser welding machine 5 in the entire circumferential direction by the rotation operation by the rotating jig 3, welding is performed on the outer peripheral surface of the assembly tube 11 in the circumferential direction. It can be performed. Further, since the instrument panel bracket 10c can be joined to the assembly pipe 11 in the process of welding the overlapped portion of the assembly pipe 11, there is no need to separately provide a process for joining the instrument panel bracket 10c to the assembly pipe 11, and the compact does not occupy a large space. Can be equipment.

また、組立管11における重合部分の接合又は組立管11へのインパネブラケット10cの接合をレーザ溶接で行うので、完成した車体フレーム10における接合部周りの熱歪みを小さくすることができ、車体フレーム10をさらに精度良く組み立てることができる。   Further, since the joining of the overlapped portion in the assembly pipe 11 or the joining of the instrument panel bracket 10c to the assembly pipe 11 is performed by laser welding, the thermal distortion around the joint portion in the completed body frame 10 can be reduced, and the body frame 10 Can be assembled with higher accuracy.

また、第1スライドレール51及び第1スライダ52によって加工ヘッド54が組立管11の長手方向全域に亘って移動可能となるので、組立管11おける長手方向全域に亘って溶接による接合を行うことができる。   Further, since the machining head 54 can be moved over the entire longitudinal direction of the assembly tube 11 by the first slide rail 51 and the first slider 52, it is possible to perform welding joining over the entire longitudinal direction of the assembly tube 11. it can.

また、第2スライドレール56及び第2スライダ57によって加工ヘッド54が組立管11に対して接近・離間可能となるので、組立管11又はインパネブラケット10cに対するレーザ溶接機5の溶接位置を細かく調整することができる。   Further, since the machining head 54 can be moved toward and away from the assembly tube 11 by the second slide rail 56 and the second slider 57, the welding position of the laser welding machine 5 with respect to the assembly tube 11 or the instrument panel bracket 10c is finely adjusted. be able to.

さらに、ミラー54bの小さな動作によってレーザ光Lzの照射位置を大きく変更させることが可能になるので、レーザ光Lzの照射位置を各接合個所に瞬時に移動させることができ、車体フレーム10における全ての接合作業にかかる時間を短くすることができる。   Further, since the irradiation position of the laser beam Lz can be greatly changed by a small operation of the mirror 54b, the irradiation position of the laser beam Lz can be instantaneously moved to each joint point, and all the body frames 10 can be moved. The time required for the joining work can be shortened.

尚、本発明の実施形態では、接合組立装置1において、組立管11に対してインパネブラケット10cのみ組み付けているが、これに限らず、例えば、ステアリングブラケット等、その他の部品を産業用ロボット4で搬送するとともに上記組立管11に押し当てて溶接により組み付けるようにしてもよい。   In the embodiment of the present invention, in the joining and assembling apparatus 1, only the instrument panel bracket 10 c is assembled to the assembly tube 11. However, the present invention is not limited to this, and other components such as a steering bracket are used by the industrial robot 4. While being conveyed, it may be pressed against the assembly tube 11 and assembled by welding.

また、本発明の実施形態では、1台の産業用ロボット4で組立管11に部品を押し当てて固定するようになっているが、複数台の産業用ロボット4を上記回転治具3の側方に配置してその複数台の産業用ロボット4で複数の部品をそれぞれ組立管11に押し当てて固定するようにしてもよい。   In the embodiment of the present invention, the parts are pressed against the assembly pipe 11 by one industrial robot 4 and fixed. However, a plurality of industrial robots 4 are attached to the rotating jig 3 side. Alternatively, the plurality of industrial robots 4 may be arranged in the direction and the plurality of parts may be pressed against the assembly pipe 11 and fixed.

さらに、本発明の実施形態では、接合手段としてレーザ溶接機5を用いているが、これに限らず、アーク溶接、TIG溶接、及び、プラズマ溶接などの溶接機で接合を実施してもよい。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, the laser welding machine 5 is used as the joining means, but the present invention is not limited thereto, and the joining may be performed by a welding machine such as arc welding, TIG welding, and plasma welding.

それに加えて、本発明の実施形態では、内部に傾斜角度を変更可能な内部にミラー54bが設けられた加工ヘッド54を用いてレーザ溶接を実施しているが、内部にミラー54bのない加工ヘッド54を用いてレーザ溶接を実施してもよい。   In addition, in the embodiment of the present invention, laser welding is performed using the machining head 54 in which the mirror 54b is provided, which can change the inclination angle, but the machining head does not have the mirror 54b inside. 54 may be used to perform laser welding.

本発明は、例えば、自動車の骨格をなす接合組立フレームを組み立てる接合組立装置に適している。   The present invention is suitable, for example, for a joining / assembling apparatus for assembling a joining / assembling frame that forms the framework of an automobile.

1 接合組立装置
3 回転治具
4 産業用ロボット(部品固定手段)
5 レーザ溶接機(溶接手段)
10 車体フレーム(接合組立フレーム)
10a 第1インパネパイプ(筒部材)
10b 第2インパネパイプ(筒部材)
10c インパネブラケット(被組付部品)
11 組立管
52 第1スライダ(上下動手段)
54 加工ヘッド
54b ミラー
57 第2スライダ(水平移動手段)
Lz レーザ光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Joining assembly apparatus 3 Rotating jig 4 Industrial robot (part fixing means)
5 Laser welding machine (welding means)
10 Body frame (joint assembly frame)
10a First instrument panel pipe (cylinder member)
10b Second instrument panel pipe (cylinder member)
10c Instrument panel bracket (parts to be assembled)
11 Assembly pipe 52 First slider (vertical movement means)
54 machining head 54b mirror 57 second slider (horizontal movement means)
Lz laser light

Claims (2)

2つの筒部材を互いに嵌合させて組み立てた組立管を筒中心線が上下方向に向く姿勢でその両端部を把持して筒中心線周りに回転させることが可能な回転治具と、
該回転治具の側方に配置され、上記組立管に組み付けられる被組付部品を上記組立管の外周面に押し当てて固定する部品固定手段と、
上記回転治具及び上記部品固定手段の側方に配置され、上記回転治具に把持された上記組立管の重合部分か、又は、上記部品固定手段によって固定された上記被組付部品の上記組立管との重合部分を接合する接合手段とを備え、
上記接合手段は、光を増幅させてレーザ光を得るレーザ発振器と、該レーザ発振器で得られたレーザ光を上記組立管又は上記被組付部品に向かって照射する加工ヘッドと、接合作業時において、上記加工ヘッドを上記組立管の長手方向に沿うように上下動させる上下動手段とを有し、
上記加工ヘッドは、上記レーザ発振器で得られたレーザ光を上記組立管又は上記被組付部品に向かって反射させるミラーを有し、レーザ光の照射中に、該ミラーの傾斜角度を変更することによりレーザ光の照射位置を変更するよう構成されていることを特徴とする接合組立装置。
A rotating jig capable of gripping both ends of an assembly tube assembled by fitting two cylindrical members together and holding the both ends in a posture in which the cylindrical center line faces in the vertical direction, and rotating it around the cylindrical center line;
Component fixing means arranged on the side of the rotating jig and pressing and fixing an assembly part to be assembled to the assembly pipe against the outer peripheral surface of the assembly pipe;
The assembly of the assembly part that is arranged on the side of the rotating jig and the component fixing means and is a superposed portion of the assembly tube held by the rotating jig or fixed by the component fixing means A joining means for joining the overlapping portion with the pipe,
The joining means includes a laser oscillator that amplifies light to obtain laser light, a processing head that irradiates the laser light obtained by the laser oscillator toward the assembly tube or the component to be assembled, and a joining operation. And vertical movement means for moving the machining head up and down along the longitudinal direction of the assembly pipe,
The machining head has a mirror that reflects the laser beam obtained by the laser oscillator toward the assembly tube or the assembly target part, and changes the tilt angle of the mirror during laser beam irradiation. A joining and assembling apparatus characterized in that the irradiation position of the laser beam is changed by the above.
請求項1に記載の接合組立装置において、
上記接合手段は、上記加工ヘッドを上記回転治具に対して接近・離間可能に水平移動させる水平移動手段を備えていることを特徴とする接合組立装置。
The joining and assembling apparatus according to claim 1,
The joining and assembling apparatus, wherein the joining means includes a horizontal moving means for horizontally moving the processing head so as to be able to approach and separate from the rotating jig.
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